Structure chimique du polymère conducteur nouvellement développé et performances des cellules solaires organiques étirables utilisant ce matériau. Crédit: Joule (2023). DOI : 10.1016/j.joule.2023.11.005
Avec la croissance rapide du marché des appareils électriques portables, les cellules solaires extensibles capables de fonctionner sous contrainte ont reçu une attention considérable en tant que source d’énergie. Pour construire de telles cellules solaires, il faut que leur couche photoactive, qui convertit la lumière en électricité, présente des performances électriques élevées tout en possédant une élasticité mécanique. Cependant, satisfaire à ces deux exigences est un défi, ce qui rend difficile le développement de cellules solaires extensibles.
Le 26 décembre, une équipe de recherche KAIST du Département de génie chimique et biomoléculaire (CBE) dirigée par le professeur Bumjoon Kim a annoncé le développement d'un nouveau matériau polymère conducteur qui atteint à la fois des performances électriques et une élasticité élevées tout en introduisant le matériau organique extensible le plus performant au monde. cellule photovoltaïque.
L'article, intitulé « Les polymères conjugués copolymérisés à blocs rigides et souples permettent des cellules solaires organiques intrinsèquement étirables à haute performance », a été publié dans Joule le 1er décembre.
Les cellules solaires organiques sont des dispositifs dont la couche photoactive, responsable de la conversion de la lumière en électricité, est composée de matériaux organiques. Par rapport aux cellules solaires existantes à base de matériaux non organiques, elles sont plus légères et flexibles, ce qui les rend parfaitement adaptées aux appareils électriques portables.
Les cellules solaires en tant que source d'énergie sont particulièrement importantes pour la construction d'appareils électriques, mais les cellules solaires à haut rendement manquent souvent de flexibilité et leur application dans les appareils portables a donc été limitée jusqu'à présent.
L'équipe dirigée par le professeur Kim a conjugué un polymère hautement extensible à un polymère électriquement conducteur doté d'excellentes propriétés électriques grâce à une liaison chimique, et a développé un nouveau polymère conducteur doté à la fois d'une conductivité électrique et d'une extensibilité mécanique. Ce polymère atteint le niveau d'efficacité de conversion photovoltaïque le plus élevé (19 %) en utilisant des cellules solaires organiques, tout en montrant également une extensibilité 10 fois supérieure aux dispositifs existants.
L'équipe a ainsi construit la cellule solaire extensible la plus performante au monde, pouvant être étirée jusqu'à 40 % pendant son fonctionnement, et démontré son applicabilité aux appareils portables.
Efficacité photovoltaïque et extensibilité mécanique des polymères nouvellement développés par rapport aux polymères existants. Crédit: Joule (2023). DOI : 10.1016/j.joule.2023.11.005
Le professeur Kim a déclaré : « Grâce à cette recherche, nous avons non seulement développé la cellule solaire organique extensible la plus performante au monde, mais il est également significatif que nous ayons développé un nouveau polymère qui peut être utilisé comme matériau de base pour divers appareils électroniques qui doivent être malléables. et/ou élastique.”
Plus d'information:
Jin-Woo Lee et al, Les polymères conjugués copolymérisés à blocs rigides et souples permettent des cellules solaires organiques intrinsèquement étirables de haute performance, Joule (2023). DOI : 10.1016/j.joule.2023.11.005
Joule
Fourni par l'Institut avancé coréen des sciences et technologies (KAIST)
Citation: Des chercheurs développent des cellules solaires extensibles et performantes (4 janvier 2024) récupéré le 4 janvier 2024 sur
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